La conception bioclimatique

Saviez-vous que dans un projet de construction d’une maison, 80 à 85% des futures économies d’énergie sont obtenues lors de la phase de conception ? Découvrez comment.

C’est en effet lors de la conception de la maison que l’on va prendre les décisions ayant une influence fondamentale sur la future construction et sur ses coûts de fonctionnement (chauffage, rafraîchissement, etc.). Il s’agit notamment des choix de lieu, de taille, de forme, d’orientation et d’aménagement intérieur.

La conception bioclimatique consiste en une approche écologique de l’habitat afin de réduire les besoins de chauffage (et/ou de rafraîchissement), en recherchant un équilibre entre la conception technique de l’habitat, le climat et l’environnement local, et le rythme de vie des habitants.

Construire avec le climat local

La conception bioclimatique va chercher à profiter des avantages du climat local et à en réduire les inconvénients, tout au long de l’année. Dans nos climats tempérés :

  • en saison froide, on cherchera à réduire le besoin de chauffage, notamment en captant et stockant les calories solaires, en limitant les pertes de chaleur et en répartissant ces calories dans l’ensemble de la maison.
  • en saison chaude, on visera à éviter les surchauffes sans avoir recours à la climatisation, par exemple en protégeant l’habitat des rayons du soleil (ombrage par les débords de toit), en isolant l’espace intérieur des apports de chaleurs externes et en le refroidissant aux moments opportuns (ventilation nocturne).
  • en demi-saison, on s’adaptera aux conditions climatiques locales en composant avec les solutions présentées précédemment.

Ensoleillement

Le soleil et ses apports de chaleur gratuits jouent un rôle important dans la démarche bioclimatique. On souhaite en particulier profiter de l’ensoleillement d’hiver au Sud pour chauffer la maison par le rayonnement solaire.

L’orientation idéale est donc d’avoir la façade principale des pièces de vie en direction du Sud, à plus ou moins 25°. Ainsi, le soleil d’hiver (qui est plus bas sur l’horizon) apportera ses calories au moment où on en a besoin, et des protections solaires adaptées (casquettes et débords de toits au Sud, volets et brise soleil à l’Est et à l’Ouest) empêcheront les rayons de pénétrer dans la maison en été, pour éviter toute surchauffe estivale.

Pour optimiser l’ensoleillement, il faut également prendre en compte l’ombrage porté par les éléments proches (maisons voisines, arbres) et lointains (montagne) qui cachent le soleil à certaines heures de la journée et réduisent donc les apports de calories solaires.

Tout cela doit être étudié finement : diagramme solaire, énergie de rayonnement reçue localement, calculs d’ombrage, etc. afin d’optimiser la performance thermique du bâtiment.

Construire en fonction du terrain

Avant tout travail de conception, le choix du terrain d’implantation est bien évidemment primordial, afin de prendre en compte et d’optimiser les influences de l’altitude, du relief, des sols et de la végétation environnante. Outre la température locale et l’ensoleillement, le choix du terrain devra également prendre en compte le régime des vents locaux et l’humidité.

Une fois le terrain choisi, on jouera sur les contraintes locales pour favoriser les gains solaires tout en réduisant les déperditions : protection contre les vents dominants en hiver, utilisation de la végétation locale comme ombrage d’été, réduction de surfaces vitrées sur la façade Nord, etc.

Forme et compacité

Facteur important, le choix de la forme de la maison devra être un équilibre judicieux entre esthétique et performance thermique. En effet, plus un bâtiment sera compact avec des surfaces réduites en contact avec l’extérieur, plus les coûts de construction seront réduits et plus les déperditions de chaleur seront faibles (et donc les besoins de chauffages seront réduits). Ainsi, pour une même surface habitable totale et à réalisation technique équivalente, un logement collectif de 16 appartements pourra coûter deux fois moins cher que 16 maisons individuelles, à la construction et au fonctionnement, comme le montrent le schéma et la graphe ci-dessous (source : Depecker et al, 2001).

Organisation des espaces habités

Après avoir réfléchi sur le terrain d’implantation et sur la forme du bâtiment, il est intéressant de travailler sur le positionnement et l’aménagement des différents espaces intérieurs de la maison. On réalisera un « zonage thermique » pour notamment favoriser les apports de lumière et de chaleur solaire dans les pièces de vie (salon, salle à manger qui seront donc préférentiellement situés au Sud de la maison), créer des zones tampons au Nord du bâtiment où seront positionnées les pièces non chauffées (garage, entrée, cellier) et placer les chambres (qui sont des pièces plus tempérées que fortement chauffées) à l’Est et à l’Ouest.

Pour compléter cet article, nous en publierons prochainement un autre sur les techniques de la conception bioclimatique : vitrage et parois performantes, protections solaires adaptées, ventilation nocturne, etc.

La conception bioclimatique est à la base de la démarche de Carapace Habitat lorsque que nous vous accompagnons sur votre projet de construction neuve ou de rénovation. Cela va des recommandations sur l’orientation et l’aménagement intérieur jusqu’aux calculs de pointe pour prendre en compte les ombrages en simulation thermique. N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’informations (06 52 75 65 63).

 

Ressources bibliographiques : La conception bioclimatique, Oliva J.-P. et Courgey S., Terre vivante, 2006 ; Passivhaus Institut ; passivact.fr

Source schéma et graphique compacité : Depecker et al., 2001, cité dans : Laëtitia Arantes, Solène Marry, Olivier Baverel et Daniel Quenard, « Efficacité énergétique et formes urbaines : élaboration d’un outil d’optimisation morpho-énergétique », Cybergeo : European Journal of Geography [En ligne], Aménagement, Urbanisme, document 777, mis en ligne le 07 avril 2016, consulté le 25 juillet 2018. URL : http://journals.openedition.org/cybergeo/27584

Source schéma organisation des espaces habités : Ademe